低压配电网电压质量问题分析与治理 熊伟

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第6期   作者:熊伟
[导读] 摘要:在电网中,如果电压过低,将使电动机绕组电流增大,降低电动机的效率和使用寿命,电动机转速下降,影响用户的产品质量和产量;使发电厂风机、水泵设备的出力下降,直接影响锅炉汽机的出力;还使电炉等电热设备的出力降低,白炽灯发光效率降低,各种电子设备不能正常工作。
        (中国电建集团江西省电力建设有限公司  江西南昌  330000)
        摘要:在电网中,如果电压过低,将使电动机绕组电流增大,降低电动机的效率和使用寿命,电动机转速下降,影响用户的产品质量和产量;使发电厂风机、水泵设备的出力下降,直接影响锅炉汽机的出力;还使电炉等电热设备的出力降低,白炽灯发光效率降低,各种电子设备不能正常工作。当电压过高时,电气设备的绝缘会加速老化、增加了电能损耗、增加了电费支出。所以,保证电压质量的合格对于减少工业废品、提高用电设备的效率、延长用电设备的使用寿命都有显著的作用。
        关键词:配电网;低电压;治理
        1低压用户电压质量问题分析
        低压配电网由与配电变压器相连接的低压配电装置、低压干线、分支线、低压接户线等构成,低压配电网结构简单、安全可靠。低压配电网电压质量主要体现在电网所输送电能的稳定性和可靠性上,供电系统在运行中所输送电能的电压质量是考核电能质量的最重要的指标。一般来说,低压配电线路的电压损失不应大于4%。随着我国经济不断发展,用电单位的用电负荷也在快速增加。与此同时,电力用户对供电质量的要求也更加严格。电压质量从调压方面来讲,目前一般主要是调节10kV中压配电网,对于380V/220V的低压配电网调节措施相对较少。在实际中,低压配电网的调节情况较难达到当今电压质量的优化需求,普遍存在用电高峰时电压过低、用电低谷时电压过高的现象,与规定的电压质量标准存在较大的差距。因此,通过数据分析来提升电压质量管理水平和电压合格率是非常重要及必要的。
        2影响电压质量的因素
        2.1用户负荷影响。用户负荷的种类繁多,特别是大功率电动机、电弧炉、供氧机、整流器等负荷,这些负荷会对电网产生无功冲击、多次谐波、负序等干扰性的负面影响,并且这些负面影响还可以经过电网线路连接点影响其他用户,给用户带来冲击性的电压干扰。
        2.2配变的峰谷差过大。用户负荷会随用户生产流程与昼夜、季节的变化而改变,导致配变的峰谷差过大。用电负荷越低电压越高,用电负荷越高电压越低,导致不同季节、不同时间中用电量峰谷负荷的悬殊,从而引起电压波动较大,不能够提供稳定的运行电压。
        2.3三相不平衡。由于用户负荷大小不同和用电时间的差异,低压配电网中存在三相负荷不平衡的现象,中性点电压发生偏移,导致三相电压不平衡,重负荷所在相电压降低,轻负荷所在相电压升高。严重时会使中性线电流过大,变压器运行温度过高,更严重时将变压器损坏。因此,当出现三相不平衡时应尽快将负荷平衡,以提高电压质量,降低损耗。
        2.4电网规划、改造相对滞后。随着社会经济的发展,用户的用电设备激增,负荷增长非常快。由于电网规划、建设相对滞后,线路、台区配套不到位,出现配变重过载、线路重过载、线路残旧、台区供电半径较长、导线线径偏小等情况,造成线路的电压降较大,用户端电压质量较差。
        3配电网低电压治理措施
        3.1提高各级运行电压管理水平。目前,从各级变电站到调度中心的电压管理水平均有待提升,各级的改进方案如下。(1)提高变电站母线电压调控水平。调度运行人员加强巡视,及时调节无功电压,确保电压合格。加快无功补偿装置的消缺工作,认真梳理变压器调压分接开关挡位及电容器设备状况,确保无功足额补偿。(2)协调调度中心合理安排电网运行方式,优化无功设备的调度管理;配电网结合台区和季节性负荷变化情况对配电变压器调压分接开关挡位进行适时调整。(3)加大电网无功补偿及调压装置的投资。(4)加强对供电距离过长、线径偏小、配变容量不足等问题的精准治理。
        3.2动态做好低电压排查工作。

低电压排查工作可按以下步骤进行:一是建立电压质量问题信息库,对每次排查的电压质量问题登记入库,完成电压质量治理的及时出库,形成闭环排查管理体系;二是依据负荷历史数据,预测台区低电压,提前做好低电压治理计划;三是协同专家定期分析管辖范围内的低电压问题,有针对性地开展专项治理,动态解决低电压问题。
        3.3加快电网改造。首先,优化配电网网架结构,及时掌握负荷情况,梳理重过载的线路和配变,优先采取新出线路、新增配变的方式对原有重过载线路、配变进行改造,割接负荷,降低线路和配变的负载率。若受条件限制也可以增容更换的方式解决;其次,要逐步淘汰运行年限长、老化残旧的线路,提高线路的健康度,减少线路的电压降;再次,要科学新增电源布点,合理调整电源布点,通过负荷割接缩短台区的供电半径,台区的供电半径一般不能超过400米;最后,要根据台区的负荷情况对线径较小的导线进行更换,科学计算选用导线的截面,并留有一定的裕度,能满足用户正常使用家用电器的需求。
        3.4优化无功补偿。加强台区无功补偿管理,应结合台区配变容量、负荷性质,合理配置无功补偿容量,一般按照不低于配变容量30%进行配置,容量过大可能导致过补偿。根据台区三相负荷不平衡情况,选择合理的三相共补和三相分补容量;其次,要选用智能型无功补偿装置,能根据设定的无功补偿投退定值,自动根据台区的无功需求自动投切。
        4电压质量治理案例分析
        某地区处于山地,用户较分散,所辖低压台区0.4KV配电线路和0.22KV配电线路供电半径大部分超过了500m,其中部分配电线路供电半径甚至超过2KV。在10KV线路重负荷期,配电网部分台区出口单相电压存在低电压问题,直接导致这些单相0.22KV配电线路电压质量不合格。受地理环境所限,现场调研的低压台区0.4KV配电线路供电半径均较大。以某村12台区为例,10KV线路均在山顶走线,台区位于山顶上,而低压用户多分散在半山腰和山脚下,台区0.4KV配电线路出线1Km左右才有用户,0.22KV配电线路最大供电半径超过2Km。由于供电半径过大,因此该台区末端在用电高峰期时常出现低电压问题,具体治理措施包括以下几点:
        4.1配电网低压台区电能质量综合提升方案。通过分析公用配变及其低压配电线路统计数据信息,发现共计15个配变台区出口存在低电压问题。本方案采用配电线路复合调节的方式来解决15个台区及其所辖用户低电压问题。选择15个台区电压低于210V的出线线路进行低电压治理。台区低电压治理共需安装20套配电线路复合调节装置,可解决15个配变台区20回出线电压偏高或低电压问题,保证出口电压稳定在220~225V,满足20回配电线路所辖用户正常用电需求。
        4.210KV线路电能质量综合提升方案。对于长距离10KV供电线路,采用有载调压技术解决线路电能质量问题,既可延长线路的供电距离,还可有效降低线损,提升电压。有载调压器的装设原则为:线路电压低于9.3KV处安装1台有载调压器,后续线路电压每降低1.2KV的位置安装1台有载调压器。10KV酒房线的实际测量情况为:线路负荷较轻(电流为53A)时,调压器输入端电压为9.3KV,输出端电压为10.32KV,调压器处于3挡,调压后线路电压上升了1.02KV;线路负荷较重(电流为151A)时,调压器输入端电压为7.58KV,输出端电压为10.04KV,调压器运行在6挡,调压后线路电压上升了2.46KV。
        结语
        总之,在电网运行过程中,影响电压质量的因素很多,特别是由于输配电网的结构组成各异,这些影响因素有时会千变万化。这就要求我们在日常的工作中应全面了解产生低压配电网电压质量问题的原因,并熟练掌握处理电压质量问题的方法,同时不断进行低压配电网电压质量优化方面的研究,建立一套低压用户电压质量问题数据分析应用。另外,为了保障低压用户的诉求可以得到及时反馈,必须建立一套健全的管理体系,针对用户提出的意见和合理化建议及时进行跟进和觖决,从而有效提高服务质量。
        参考文献:
        [1]许栋.改善配网的电压质量措施[A].城市建设理论研究,2019(35).
        [2]闫键,祁灵通,等.关于提高配网电压质量的研究[A].中国科技博览,2019(02).
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